巴耳末-查字典物理网

巴耳末

查字典物理网 2012-12-29

巴耳末（Johann Jakob Balmer，1825～1898）瑞士数学兼物理学家。1825年5月1日生于瑞士洛桑。1849年在巴塞尔由于摆线的论文获博士学位。从1859年起一直在巴塞尔女子中学任数学教师，1865～1890年兼任巴塞尔大学讲师。1898年3月12日在巴塞尔逝世，终年73岁。

巴耳末在巴塞尔大学兼课时，受到该校一位对光谱很有研究的物理教授哈根拜希的鼓励，试图寻找氢光谱的规律，终于在1884年6月25日在巴塞尔公开发表了氢光谱波长的公式（巴耳末公式），后刊载在1885年《物理、化学纪要》杂志上。

巴耳末开始研究工作时，可见光区域的4条氢谱线已经过埃姆斯特朗等人大量较精确的测定，紫外区的10条谱线也在恒星光谱中发现。但是，当时这些数据是零散的，没有规律的。巴耳末首先否定了把谱线类比声音的做法，而从寻找可见光区域4条氢谱线的波长的公共因子和比例系数入手。他说：“看到前面叙述的三个波长（指H_α，H_β，H_δ）的数字以后，就可以看出它们之间存在着一定的数字比例，就是说这些数字包含有一个公共因子。”

为寻找这一公共因子，他走过了一段曲折的道路。最初，他用数字试探的方法寻找谱线之间的谐和关系，曾顺利地找到了巴耳末认为不十分小的一个因子（30.38mm／10⁷），但是，这一因子反映不出各波长之间的实际规律，只好放弃。巴耳未擅长投影几何，对建筑结构、几何素描有浓厚兴趣，受透视图中圆柱排列的启示，他改用几何方法。巧妙地利用几何图形为这些谱线的波长确定了另一个公共因子，其值为，然后用最简便的方法表示这些波长的数量关系。公式算出的波长和当时测得值的偏差最大不超过波长的1／40000。后来巴耳末又用公式推算出氢原子光谱的其他谱线，总共椎算出14条谱线的波长值，其结果和实验测定值完全符合。公式得到了实验的验证。

巴耳末公式是一个经验公式。它对原子光谱理论和量子物理的发展有很大的影响，为所有后来把光谱分成线系，找出红外和紫外区域的氢光谱线系（如莱曼系、帕邢系、布拉开系等）作出了楷模，对N.玻尔建立氢原子理论也起了重要的作用。

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